近日，中國水產科學研究院淡水池塘養(yǎng)殖生態(tài)環(huán)境調控創(chuàng)新團隊在養(yǎng)殖尾水處理方面取得進展，相關研究論文“evaluating denitrification performance and microbial com-munities in sorghum stalk-based systems: Optimal conditions for nitrate removal”發(fā)表在《Agricultural Water Management》（JCR一區(qū)，IF=5.9），研究生王志龍為第一作者，龔望寶研究員為通訊作者。該研究得到國家重點研發(fā)計劃（2023YFD2400501）、中國水產科學研究院基本科研業(yè)務費（No.2023TD62）、國家現代農業(yè)產業(yè)技術體系（CARS-45-21）以及集約化水產養(yǎng)殖池塘尾水處理關鍵技術研究與應用（502022017）項目的資助。

 

　　碳源是限制生物脫氮速率的關鍵因素之一。養(yǎng)殖尾水具有低碳氮比的特征，將農業(yè)廢棄物作為養(yǎng)殖尾水生物脫氮的固相碳源，不僅經濟環(huán)保高效，還可以實現農業(yè)資源的循環(huán)利用。本研究基于“以廢治廢”的理念，以農業(yè)廢棄物高粱秸稈為碳源，構建了人工濕地和高粱秸稈反硝化反應器（SS-DR），系統(tǒng)評估了溫度、水力停留時間（HRT）和進水硝酸鹽濃度（INC）對其脫氮性能的影響。研究揭示，溫度、HRT和INC是影響NO3−N去除率的關鍵因素。針對人工濕地系統(tǒng)而言，最適宜的溫度為30℃，在此溫度下，NO3−N和總氮的去除率分別為75.46 ± 6.77%和69.85 ± 6.06%。對于SS-DR，最佳HRT和INC分別為32小時和50 mg/L。在此條件下，NO3−N和總氮去除率分別達到95.71 ± 1.75%和 93.46 ± 1.36%，實現完全反硝化。高通量測序分析顯示，人工濕地中優(yōu)勢菌門包括Proteobacteria（變形菌門），Chloroflexi（綠彎菌門），Firmicutes（厚壁菌門），Acidobacteriota（酸桿菌門），Desulfobacterota（脫硫桿菌門），Nitrospirota（硝化螺旋菌門），Actinobacteriota（放線菌門）和Bacteroidota（擬桿菌門）。在屬水平層面，分析結果顯示變形菌門中的大多數菌屬為兼性厭氧或專性厭氧的反硝化細菌。擬桿菌門在生態(tài)系統(tǒng)的氮循環(huán)與能量轉化過程中扮演著關鍵角色，同時具備分解蛋白質、纖維素以及脂質等大分子有機物的能力。厚壁菌門參與了反硝化和纖維素的降解，這對農業(yè)廢棄物具有水解和酸化作用。

 

　　該研究明確了利用高粱秸稈作為碳源進行水產養(yǎng)殖尾水脫氮處理的最佳操作參數，為農業(yè)廢棄物資源化利用和養(yǎng)殖尾水處理提供了重要的理論依據和技術參考。

 

　　論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.agwat.2025.109510